Компания, которая хочет экономически эффективно производить продукцию в странах с высокой заработной платой, таких как Швейцария, должна изучить возможности автоматизации традиционно ручных процессов.
На фото выше (слева направо): Роберт Бетши, Мартин Клюге (SCHUNK), Михаэль Руш (SCHUNK), Флориан Вернли, Бруно Тальманн, Озел Кадир, Йонас Ноллер.
"Мы перфекционисты. Восемьдесят процентов для нас недостаточно", - объясняет философию своей команды Роберт Бетши, руководитель отдела оснастки компании KELLER AG.
Компания KELLER AG известна во всем мире своими высокоточными датчиками давления. Такие же высокие стандарты качества компания применяет и к своим собственным производственным системам.
Цель проекта была четко определена: Автоматизировать процесс очистки, обработки и испытания мембранных корпусов для датчиков давления. Ранее все эти этапы выполнялись вручную на ручных рабочих местах.
"Это настолько монотонная работа, что сотрудников для ее выполнения уже практически не найти", - объясняет руководитель проекта Флориан Вернли. Автоматизированный процесс должен был обеспечить проверяемый и неизменно высокий уровень качества независимо от опыта и производительности сотрудников в каждый конкретный день. В этом проекте дьявол был в деталях. Ранее все этапы, такие как визуальный и технический осмотр деталей, очистка деталей, тиснение или проверка пуансонов для тиснения, выполнялись опытными сотрудниками. Для каждого подэтапа было крайне важно найти или разработать подходящие системы, которые обеспечили бы стабильность процесса и высокое качество результатов. На первом этапе были выбраны четыре типа датчиков, а в среднесрочной перспективе планируется автоматизировать до 12 типов. Автоматизированная система сочетает в себе передовые технологии датчиков технического зрения и глубокого обучения, демонстрируя высокий уровень, на котором работает компания. В конечном итоге компании требовался надежный способ обнаружения и классификации даже самых незначительных отклонений, чтобы отгружать клиентам только проверенные детали, соответствующие уровню качества. Это важно, поскольку от безупречной работы датчиков давления KELLER в аэрокосмической, нефтегазовой, водохозяйственной и автомобильной промышленности зависит очень многое, включая человеческие жизни: Датчики KELLER контролируют давление в салоне самолета, обеспечивают плавное переключение между природным газом и бензином в бивалентных автомобилях и служат эталонными датчиками в лабораторном оборудовании.
Испытательная установка демонстрирует высокую точность.
Руководитель проекта Флориан Вернли погрузился в тему и тщательно изучил многочисленные аспекты полностью автоматизированного производственного и контрольного модуля. "Перед установкой оси X компании SCHUNK были проверены на точность на испытательной установке с измерительным прибором. Теперь мы знаем, что оси работают быстро и очень точно. У нас не было ни одного микрометра люфта в тестовом приложении", - говорит он, высоко оценивая взаимодействие осей с двигателями Beckhoff, заказанными KELLER AG. "Иногда мы работаем со скоростью 1000 мм/с, а это высокая точность". В конечном итоге команда выбрала комплексное партнерство с компанией SCHUNK не только из-за проверенных высоких стандартов качества, но и из-за широкого ассортимента продукции. "Для нас было важно, чтобы количество поставщиков не стало неуправляемым. Поэтому мы искали поставщика, который производит не только линейные оси, но и поворотные модули, захваты и поворотные прохоные устройства на том уровне качества, к которому мы стремимся системе целом", продолжает Вернли.
Осевая система
Надежные и точные системы осей.
В автоматизированной системе установлено в общей сложности девять электрических линейных модулей из серии SCHUNK Beta и SCHUNK Delta, которые обеспечивают надежную, быструю и точную транспортировку до 20 держателей заготовок, каждый из которых содержит до 380 деталей. Линейные модули с приводом от шпинделя, используемые компанией KELLER AG, обеспечивают высокие приводные усилия до 12'000 Н в максимальном доступном размере. Они достигают скорости перемещения до 2,5 мс-1 и высокой точности повторения +/- 0,03 мм.
Система трансфера
В соответствии с требованиями компании KELLER, модули приводятся в движение серводвигателем Beckhoff, который соединяется с осью через фланец и муфту или, в некоторых случаях, угловую передачу. Для повышения надежности и срока службы линейных модулей специально прикрепленные пластиковые накладки защищают направляющие и приводные элементы от загрязнения. Обе серии отличаются прочной конструкцией в сочетании с высокой скоростью, что обеспечивает короткое время цикла и высокую точность повторения. Двойная профилированная направляющая придает модулям серии Delta чрезвычайную жесткость, поэтому даже тяжелые грузы могут перемещаться с максимальной точностью. Высокоэффективные узлы Pick & Place, поперечные салазки, поворотные модули захвата, портальные системы или полные функциональные модули могут быть созданы из линейного ряда модулей с минимальными затратами на проектирование и сборку. Даже многоосевые системы могут быть реализованы исключительно с помощью стандартных элементов.
Одним из ярких примеров применения является складской подъемник, который объединяет два линейных модуля Beta 40 длиной 1400 мм с синхронным приводом в качестве осей перемещения в направлении Y и прочный линейный модуль Beta 60 в направлении Z. Система осей используется для перемещения пневматического поворотного устройства SCHUNK SRU-plus 40, к которому крепится линейный модуль Beta 40 для перемещения в направлении X. С помощью системы перемещения полностью загруженные поддоны с держателями деталей могут быть вывезены со склада, повернуты на 180° и помещены на склад для комплектации. Оттуда компоненты по отдельности извлекаются роботами и направляются на первоначальное испытание на герметичность.
Подъемник для хранения
Вторая система перемещения используется для транспортировки деталей после очистки. Она состоит из прочного линейного модуля Delta 110 длиной 1115 мм на основании (ось Y). Этот модуль используется для перемещения вертикально установленной линейной оси Beta 60, которая, в свою очередь, перемещает компактную штанговую ось SCHUNK ELS. Ось штанги используется для фактической обработки деталей в направлении X и имеет то преимущество, что перемещается только ползун, как телескоп. Наконец, третья осевая система для обработки деталей и тиснения пуансонов объединяет две синхронно приводимые в движение Beta 40 на полу с Delta 110 и тремя штанговыми осями ELS.
Работа с печатями
Впечатляющая техническая поддержка.
Команда KELLER AG была впечатлена тем, что стандартный ассортимент SCHUNK включает в себя все возможные типы приводов, начиная от привода шпинделя и заканчивая высокодинамичным приводом линейного двигателя с тонкой градацией различных размеров. Кроме того, цифровые сервисы облегчают выбор и проектирование компонентов. Однако, по единодушному мнению команды, опыт специалистов по системам захвата компании SCHUNK является самым важным фактором. Например, Флориан Вернли обратился в SCHUNK за конкретным советом по конструкции двигателей и линейных модулей.
"Мартин Клюге и Михаэль Руш, наши контакты в SCHUNK в Швейцарии, смогли точно сказать нам, какой крутящий момент должен быть у двигателей или какой шаг шпинделя лучше всего подходит для достижения определенной скорости", - говорит Вернли. "Поскольку мы планируем производить до двенадцати типов датчиков, никогда не бывает только одного влияющего фактора, а есть широкий спектр параметров, которые необходимо исследовать". Для команды было очень важно, чтобы компоненты не всегда были доведены до предела, чтобы они работали надежно и служили долго.
"Мы хотим использовать автоматизированную систему в течение десяти лет, поэтому мы также разработали компоненты с учетом этой потребности", - говорит Роберт Бетши. Кроме того, команда хочет свести к минимуму ручную настройку.
Обработка лотков
Очистительная станция
Комбинация роторного/поворотного модуля.
В дополнение к линейным системам, герметичная очистительная станция заслуживает особого внимания, когда речь идет об обработке деталей: Два пневматических поворотных модуля SCHUNK SRU-plus, которые поворачивают захваченные детали на 90°/180°, были объединены с миниатюрным поворотным модулем SCHUNK ERD с электрическим приводом для вращения деталей. Поворотный модуль имеет два встроенных воздушных канала, а также поставляется с четырьмя электрическими проходными каналами и системой измерения абсолютного хода, сертифицированной по SIL2. Электрический роторный модуль приводится в движение бесщеточным синхронным двигателем с постоянным возбуждением. Его специальная геометрия обеспечивает высокую динамику и ускорение. Кроме того, пневматические приводы, подключенные к модулю, например, пневматические захваты, используемые компанией KELLER AG, могут быстро приводиться в действие благодаря оптимизированным каналам подачи воздуха. Эти два фактора в совокупности обеспечивают короткое время цикла и высокую производительность. Для перемещения деталей на линейной оси Delta 110 можно использовать комбинацию поворотного/поворотного модуля.
Кабинка для чистки
Гибкость для нестандартных решений.
Команда KELLER AG отдает должное компании SCHUNK за то, что несколько индивидуальных решений были возможны без лишней волокиты. Например, станция очистки оснащена сервоприводом SCHUNK, который был разработан специально для контроллеров Beckhoff. "Компания SCHUNK специально для нас создала файл конфигурации и смогла заранее гарантировать, что серводвигатель будет работать с контроллерами Beckhoff.
"Мы импортировали файл, и он сразу же заработал", - вспоминает Кадир Озел, ответственный за программирование в проекте. "В целом, осями было легко управлять, а соотношение инерции и привода было очень хорошо продумано".
Мартин Клюге, генеральный директор SCHUNK Intec AG в Швейцарии, видит большие преимущества для пользователей, особенно когда речь идет о совместимости электрических компонентов SCHUNK: "Beckhoff, Bosch и Siemens являются стандартными для SCHUNK. В Швейцарии, в частности, мы сталкиваемся с особенно высоким уровнем автоматизации, а также с разнообразными видами автоматизации. Для таких клиентов SCHUNK часто допускает комбинации с продукцией других производителей приводов, в том числе с продукцией, которая используется гораздо реже. Как правило, затем мы разрабатываем и рассчитываем оптимальные параметры двигателя на основе нашего опыта и сравниваем производителей двигателей", - объясняет Клюге.
Контроль сварных швов
